高考物理一輪復習 專題49 熱力學定律（測）（含解析）1

專題49 熱力學定律（測） 【滿分：110分 時間：90分鐘】 一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中．1~8題只有一項符合題目要求； 9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。） 1．下列說法中正確的是_______。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．布朗運動是指液體或氣體中懸浮微粒的無規(guī)則運動 B．氣體的溫度升高，每個氣體分子運動的速率都增加 C．一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子之間的勢能增加 D．只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低 E．空調(diào)機作為制冷機使用時，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機的工作不遵守熱力學第二定律 【答案】ACD 【名師點睛】正確解答本題要掌握：溫度是分子平均動能的標志；布朗運動是指液體或氣體中懸浮微粒的運動；物體的內(nèi)能；正確理解好應用熱力學第二定律。 2．下面說法中正確的是_______。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．所有晶體沿各個方向的物理性質(zhì)和化學光學性質(zhì)都相同 B．足球充足氣后很難壓縮，是因為足球內(nèi)氣體分子間斥力作用的結果 C．自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性 D．一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱 E．一定質(zhì)量的理想氣體保持體積不變，溫度升高，單位時間內(nèi)撞擊器壁單位面積上的分子數(shù)增多 【答案】CDE 【解析】單晶體具有各向異性，即單晶體沿著各個方向的物理性質(zhì)和化學光學性質(zhì)不同，故A錯誤；足球充足氣后很難壓縮是由于足球內(nèi)外有壓強差的原因，與氣體分子之間的作用力無關，故B錯誤；根據(jù)熱力學第二定律知，自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，故C正確；一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強不變，體積增大，由氣態(tài)方程知溫度升高，內(nèi)能增大，氣體對外界做功，根據(jù)熱力學第一定律△U=Q+W可知，氣體一定吸收熱量，故D正確；一定質(zhì)量的理想氣體保持體積不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，分子的平均動能增大，則平均速率增大，單位時間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)增多，故E正確。 【名師點睛】單晶體具有各向異性．多晶體具有各向同性．足球充足氣后很難壓縮是由于足球內(nèi)外的壓強差的原因；根據(jù)熱力學第一定律解釋其內(nèi)能的變化；體積不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，單位時間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)增大。 3．下列說法正確的是_______。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動 B．空氣的相對濕度定義為空氣中所含水蒸氣壓強與同溫度水的飽和蒸汽壓的比值 C．盡管技術不斷進步，熱機的效率仍不能達到100%，制冷機卻可以使溫度降至熱力學零度 D．將一個分子從無窮遠處無限靠近另一個分子，則這兩個分子間分子力先增大后減小最后再增大，分子勢能是先減小再增大 E．附著層內(nèi)分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離時，液體與固體間表現(xiàn)為浸潤 【答案】BDE 【名師點睛】本題考查了有關分子動理論的基礎知識和固體與液體的性質(zhì)，對于這部分知識注意平時多加積累和記憶，在平時訓練中多加練習。 4．下列說法中正確的是_______。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能多 B．溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運動的平均速率大 C．物體的溫度越高,分子熱運動越劇烈,分子平均動能越大 D．相互間達到熱平衡的兩物體的內(nèi)能一定相等 E．不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化 【答案】ACE 【名師點睛】此題考查了熱學部分的幾個簡單的知識點；要注意溫度是物體平均動能的標志，不同的物體溫度相同，則分子平局動能相同，但是平均速率是不同的；影響物體內(nèi)能的因素很多，有溫度、體積、狀態(tài)及物質(zhì)的量等等． 5．下面說法中正確的是_______。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．所有晶體沿各個方向的物理性質(zhì)和化學光學性質(zhì)都相同 B．足球充足氣后很難壓縮，是因為足球內(nèi)氣體分子間斥力作用的結果 C．自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性 D．一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱 E．一定質(zhì)量的理想氣體保持體積不變，溫度升高，單位時間內(nèi)撞擊器壁單位面積上的分子數(shù)增多 【答案】CDE 【解析】單晶體具有各向異性，即單晶體沿著各個方向的物理性質(zhì)和化學光學性質(zhì)不同，故A錯誤；足球充足氣后很難壓縮是由于足球內(nèi)外有壓強差的原因，與氣體分子之間的作用力無關，故B錯誤；根據(jù)熱力學第二定律知，自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，故C正確；一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強不變，體積增大，由氣態(tài)方程知溫度升高，內(nèi)能增大，氣體對外界做功，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體一定吸收熱量，故D正確；一定質(zhì)量的理想氣體保持體積不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，分子的平均動能增大，則平均速率增大，單位時間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)增多，故E正確。 【名師點睛】單晶體具有各向異性．多晶體具有各向同性．足球充足氣后很難壓縮是由于足球內(nèi)外的壓強差的原因；根據(jù)熱力學第一定律解釋其內(nèi)能的變化；體積不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，單位時間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)增大。 6．下列說法中正確的是_______。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．已知某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏伽德羅常數(shù)為，則這種物體的分子體積為 B．當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小 C．飽和汽和液體之間的動態(tài)平衡，是指汽化和液化同時進行的過程，且進行的速率相等 D．自然界一切過程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏觀過程都能自然發(fā)生 E．一定質(zhì)量理想氣體對外做功，內(nèi)能不一定減小，但密度一定減小 【答案】BCE 【名師點睛】熵增原理表明，在絕熱條件下，只可能發(fā)生的過程，其中 表示可逆過程；表示不可逆過程，過程是不可能發(fā)生的．但可逆過程畢竟是一個理想過程．因此，在絕熱條件下，一切可能發(fā)生的實際過程都使系統(tǒng)的熵增大，直到達到平衡態(tài)。 7．下列說法中，正確的是_______。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．擴散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關 B．溫度高的物體分子運動的平均速率大 C．一定質(zhì)量的理想氣體，勻強不變，溫度升高，分子間的平均距離一定增大 D．熱力學第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體” E．氣體分子單位時間內(nèi)單位面積器壁碰撞次數(shù)與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度有關 【答案】ACE 【解析】擴散現(xiàn)象和布朗運動都屬于分子熱運動，和溫度有關，A正確；分子的質(zhì)量沒有考慮進去，平均動能大，但平均速率不一定大，B錯誤；根據(jù)=c，知一定質(zhì)量的理想氣體，壓強不變時，溫度升高時，體積增加，故分子間的平均距離一定增大，故C正確；熱力學第二定律的內(nèi)容可以表述為：熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響，故D錯誤；氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度有關，單位體積內(nèi)的分子數(shù)越多碰撞次數(shù)越多，分子的平均動能越大，單位時間碰撞次數(shù)越多，而溫度又是分子平均動能的標志，故E正確． 【名師點睛】擴散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度與溫度有關．溫度是分子平均動能的量度．根據(jù)氣態(tài)方程分析氣體體積的變化，從而確定分子間平均距離的變化．再結合熱力學第二定律和壓強的微觀意義分析。 8．下面說法中正確的是_______。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．所有晶體沿各個方向的物理性質(zhì)和化學光學性質(zhì)都相同 B．足球充足氣后很難壓縮，是因為足球內(nèi)氣體分子間斥力作用的結果 C．自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性 D．一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱 E．一定質(zhì)量的理想氣體保持體積不變，溫度升高，單位時間內(nèi)撞擊器壁單位面積上的分子數(shù)增多 【答案】CDE 【名師點睛】此題考查了晶體、熱力學第二定律、熱力學第一定律、氣體的壓強等知識點；加強對基本概念的記憶，基本方法的學習利用，是學好3-3的基本方法．對于氣體狀態(tài)參量的變化，要根據(jù)氣態(tài)方程分析。 9．下列說法正確的是_______。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．溫度低的物體內(nèi)能小 B．外界對物體做功時，物體的內(nèi)能一定增加 C．溫度低的物體分子運動的平均動能小 D．一定質(zhì)量的100 ℃的水吸收熱量后變成100 ℃的水蒸氣，則吸收的熱量大于增加的內(nèi)能 E．物體吸收熱量后，內(nèi)能不一定增加 【答案】CDE 【解析】由于物質(zhì)的量不確定，所以不能說溫度低的物體內(nèi)能小，選項A錯誤；根據(jù)ΔU＝W＋Q可知外界對物體做功時，還要看物體的吸熱、放熱情況，所以物體的內(nèi)能不一定增加，選項B錯誤；溫度是分子平均動能的標志，所以溫度低的物體分子運動的平均動能小，選項C正確；一定質(zhì)量的100 ℃的水吸收熱量后變成100 ℃ 的水蒸氣，由于氣體體積增大，對外做功，即W＜0，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知吸收的熱量大于增加的內(nèi)能，選項D正確；根據(jù)ΔU＝W＋Q可知物體吸收熱量后，還要看物體對外做功情況，所以內(nèi)能不一定增加，選項E正確；故選CDE。 【名師點睛】此題考查了選修3-3中常見的基本知識，都比較簡單，只要加強記憶均能回答；尤其是熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，主要是理解各個物理量的含義及符號規(guī)則，內(nèi)能增加時ΔU為正，吸熱時Q為正，外界對氣體做功時W為正． 10．下列說法正確的是_______。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．液體中懸浮的顆粒越大，某時刻撞擊它的分子越多，布朗運動越不明顯 B．用“油膜法估測分子的大小”的實驗中，油酸分子直徑等于滴在液面上的純油酸體積除以相應油酸膜的面積 C．溫度升高，每個分子的動能都增大，導致分子平均動能增大 D．冰箱內(nèi)低溫食品的熱量自發(fā)地傳到了冰箱外高溫的空氣 E．溫度升高，有的分子動能可能增大，有的分子動能可能減小，但分子平均動能一定增大 【答案】ABE 【名師點睛】本題考查熱力學第二定律、庫侖定律、油膜法實驗及濕度等內(nèi)容；對于熱學內(nèi)容一定要熟記，并要注意準確理解，不能一知半解而導致出錯． 11．關于熱現(xiàn)象和熱學規(guī)律，下列說法中正確的是（ ）（填正確答案標號。選對1個得2 分，選對2個得4分，選對3個得5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．某氣體的摩爾體積為V，每個氣體分子的體積為V0，則阿伏伽德羅常數(shù) B．第二類永動機不可能制造成功的的原因是因為違背了能量守恒定律 C．用活塞壓縮汽缸里的氣體，對氣體做了2．0105J的功，若氣體向外界放出1．5105J的熱量，則氣體的內(nèi)能增加了0．5105J D．當兩分子間的距離小于平衡位置的距離r0時，分子間的斥力大于分子間的引力 E．氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關 【答案】CDE 【解析】因為氣體分子不是緊密靠在一起的，對于氣體，不能通過求出阿伏伽德羅常數(shù)．故A錯誤；第二類永動機不可能制造成功的的原因是因為違背了熱力學第二定律而不違反能量守恒定律，選項B錯誤；用活塞壓縮汽缸里的氣體，對氣體做了2．0105J的功，若氣體向外界放出1．5105J的熱量，根據(jù)可知氣體的內(nèi)能增加了2．0105J -1．5105J =0．5105J，選項C正確；當兩分子間的距離小于平衡位置的距離r0時，分子間的斥力大于分子間的引力，分子力表現(xiàn)為引力，選項D正確；根據(jù)，氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關，過程不同則氣體做功情況不同，則吸收的熱量也不同，選項E正確；故選CDE． 【名師點睛】本題考查了選修3-3中基本內(nèi)容，難度不大，主要考查了阿伏伽德羅常數(shù)、熱力學第二定律、熱力學第一定律、分子力等知識點；關鍵要熟悉教材，理解并牢記這些基礎知識點。 12．對于分子動理論和物體內(nèi)能的理解，下列說法正確的是_______。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動能一定大 B．外界對物體做功，物體內(nèi)能一定增加 C．溫度越高，布朗運動越顯著 D．當分子間的距離增大時，分子間作用力就一直減小 E．當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而增大 【答案】ACE 【名師點睛】該題重點是掌握分子動理論的基本內(nèi)容，知道影響物體內(nèi)能的因素；會分析分子力做功與分子勢能的改變關系。 二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分） 13．（10分）如圖所示，內(nèi)壁光滑的導熱氣缸里封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的橫截面積為S，質(zhì)量不計，離缸底的距離為L1．由于環(huán)境溫度緩慢下降，使得活塞緩慢下降到距離缸底L2處．已知大氣壓強為p0，被封閉氣體初始狀態(tài)的熱力學溫度為T1、內(nèi)能為E1． ①求活塞下降到距離缸底L2處時，缸內(nèi)封閉氣體的溫度； ②一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能與熱力學溫度成正比，求整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q． 【答案】①； ②﹣p0（L1﹣L2）S 【名師點睛】本題考查了求氣體體積、求傳遞的熱量，應用平衡條件、玻意耳定律、熱力學第一定律即可正確解題，應用熱力學第一定律時，要注意各符號正負的含義。 14．（10分）如圖所示，一輕活塞將體積為V，溫度為的理想氣體，密封在內(nèi)壁光滑的圓柱形導熱氣缸內(nèi)。已知大氣壓強為，大氣溫度為，氣體內(nèi)能U與溫度T的關系為U=aT（a為正的常數(shù)）。在氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢將為的過程中，求： （1）氣體內(nèi)能的減少量； （2）氣體放出的熱量Q 【答案】（1）（2） 【名師點睛】結合題目給出的條件即可求出氣體內(nèi)能減少量；找出初狀態(tài)和末狀態(tài)的物理量，由查理定律和蓋?呂薩克定律求體積，根據(jù)功的公式和內(nèi)能表達式求放出的熱量。 15．（15分）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的ABCDA循環(huán)，該過程每個狀態(tài)視為平衡態(tài)，各狀態(tài)參數(shù)如圖所示。A狀態(tài)的壓強為pa，求： （i）B狀態(tài)的溫度； （ii）完成一個循環(huán)，氣體與外界熱交換的熱量。 【答案】（i）600K（ii）氣體對外界放熱150J。 【解析】（i）理想氣體從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，壓強保持不變，根據(jù)蓋呂薩克定律有 帶入數(shù)據(jù)解得 （ii）理想氣體從A狀態(tài)到B狀態(tài)的過程中，外界對氣體做功 解得 氣體從B狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中，體積保持不變，根據(jù)查理定律有 解得 （用理想氣體狀態(tài)方程解答正確同樣給分） 【名師點睛】本題是理想氣體狀態(tài)方程和熱力學第一定律的綜合應用．運用熱力學第一定律時，注意做功W和熱量Q的符號，對外做功和放熱為負的，對氣體做功和吸熱為正的。 16．（15分）在如圖所示的坐標系中，一定質(zhì)量的某種理想氣體發(fā)生以下兩種狀態(tài)變化：第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B，外界對該氣體做功為6J；第二種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)C，該氣體從外界吸收的熱量為9J，圖線AC的反向延長線通過坐標原點O，B、C兩狀態(tài)的溫度相同，理想氣體的分子勢能為零，求： （1）從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，外界對該氣體做的功和氣體內(nèi)能的增量； （2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，該氣體內(nèi)能的增量及其從外界吸收的熱量 【答案】（1）9J（2）9J，3J 【解析】（1）從狀態(tài)A到狀態(tài)C過程，氣體發(fā)生等容變化，該氣體對外界做功， 根據(jù)熱力學第一定律有 內(nèi)能的增量 （2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B過程，體積減小，溫度升高 該氣體內(nèi)能的增量 根據(jù)熱力學第一定律有 從外界吸收的熱量 【名師點睛】本題關鍵抓住氣體的內(nèi)能是狀態(tài)量，由氣體的溫度決定．考查基本的應用能力．